第一章人和环境

Report
卫
生
(Hygiene)
授课:龙文芳
1
学
执业医师考试大纲
(1)预防医学的概述:定义、内容、特点
(2)健康及其影响因素:当代健康观、影响
健康的主要因素、健康决定因素生态学模型
(3)三级预防策略:疾病自然史与预防机会;
三级预防策略:第一级预防、第二级预
防、第三级预防
2
(1)环境与环境卫生的概念
(2)环境污染及其来源
(3)环境有害因素对健康的危害:环境有害因
素的健康效应、生物标志物、环境有害物质对
健康影响的因素及环境有害因素对健康的危害
(4)环境有害因素的控制:环境污染物的危险
度评价、环境有害因素的预防与控制
3
绪论
第一章
人和
环境
了解卫生学学科的研究内容和任务;理解三级预防的概
念,树立预防为主的思想。
一、了解构成人类环境的主要因素及其与人体健康的
关系。
二、掌握原生环境、次生环境、一次污染物、二次污
染物、生物圈、食物链、生态平衡、的基本概念。
三、掌握影响环境污染物健康损害程度的因素。
四、了解环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄。
五、了解卫生部门在环境保护中的主要任务,环境卫
生法规及质量评价。
4
绪
论
5
现代医学
门类
一级学科
二级学科
临床医学
医学
基础医学
公共卫生与
预防医学
环境卫生学
营养与食品卫生学
职业卫生与职业医学
流行病学与卫生统计学
6
一、卫生学的研究对象与任务
卫生学(Hygiene)
在“预防为主”的卫生工作方针指导下:
研究:外界环境因素与人体的关系
阐述:环境因素对人体健康影响的规律
提出:改善和利用环境因素的卫生要求的
理论根据
措施原则
预防疾病
达到: 促进健康
提高生命质量
7
的目
的
健康的概念:是指身体上、精神上和社会
适应上的完好状态而不仅仅指没有疾病或
虚弱;
医学模式的转变
一、卫生学的研究对象与任务
概念:
环境(由环境介质environmental media
和环境因素environmental factors组成);
遗传因素。
8
环境与人类关系
人类改造环境:适合人类生存、繁衍、发展
环境影响人类:结构、功能改变,适应环境变化
生活环境
生产环境
有益
因素
化学因素
物理因素
生物因素
有害
因素
9
机体
增进健康
危害健康
环境因素与遗传因素相互作用
个体易感性:同一环境暴露人群,个体反应不同,
患病危险性差异
基因多态性:一个基因位点的基因决定一种遗传性状,一个基因
位点上存在一种以上正常等位基因,最少的等位基
因频率超过1%,这个基因位点具多态性
芳香胺
吸烟
膀胱癌
NAT1
基因变异:膀胱癌危险度增加2倍
NAT2
10
基因稳定:核DNA自发突变,0.5%/百万年,一万年0.005%
环境污染
环境变化大:
膳食结构
生产环境
—植物性 —有害因素
—气候变暖
—臭氧层破坏
—酸雨
—动物性
—高脂
—高能量
—生物多样性—高蛋白
11
二、卫生学的发展简史
古代至18世纪:逐渐形成摄生之道和强身
防病的方法;
产业革命后:从摄生阶段进入群体疾病防
治的新阶段;
20世纪以来:人类开始关注自然环境、
社会环境、体内因素、体外因素等;
卫生学的研究对象—环境
卫生学的研究任务—环境与健康的关系
12
三、卫生学的主要内容
1. 环境与健康
 环境因素对人体健康影响的一般规律
 生活环境、食物、生产环境以及社会心理因素对健康的影响
 讲解改善和利用环境因素的卫生要求的理论根据和预防措施原
则
2. 预防保健策略与措施
在我国卫生工作方针指导下贯彻三级预防策略,通过社区卫生服
务,加强卫生立法与执法,以预防疾病,促进健康的策略与措施
3. 医学统计学方法
13
四、学习卫生学的目的
学习环境与健康关系的概念、掌握并
充分认识和利用环境因素;
树立预防为主的思想,学会运用三级
预防策略处理有关问题。
掌握通过改变和利用环境因素预防疾病促进
个体和群体健康的基本理论、知识和技能。
14
第一章
人 类 和 环 境
Human and environment
15
概述
当前环境污染几个引人注目的问题:
酸雨、温室效应、臭氧层空洞形成…
酸雨
16
一、环境及其相关概念
•环境的概念及特性
•环境的分类
17
第一节
人类环境与生态平衡
一、人类环境
环境( environment ) :是人类赖
以生存的空间及其所包含的各种因素。这
个系统由多种环境介质和环境因素所组成。
18
环境的分类
人类的生活环境分为自然环境和生活环境。
自然环境(natural environment):人类
赖以生存和发展的物质基础。(环境卫生学)
大气圈
岩石圈
自然环境
水圈
生物圈
19
包括各种物质、能量、
自然现象
社会环境(social environment):人类的社会
制度及其与之对应的政、经、法、宗、艺、哲、
文、卫等机构的总和。(社会医学)
原生环境(primary environment)是指天然形
成的,未受或少受人为因素影响的环境。
大多数对人类健康是必需的
部分有害:地质原因引起生物地球化学性疾病
(biogeochemical disease):氟、砷中毒、
碘缺乏等.
某些自然灾害:火山爆发、地震等给人类带来
巨大影响。
20
次生环境(secondary environment)是指在人
为活动影响下形成的环境。
环境问题:一类是原生环境问题;二类是次生
环境问题;三类是社会环境问题。
21
卫生学研究的环境:
生活环境
自然环境
环境介质
生产环境
按 分
性
质 类
空气
水体
土壤
食物
生物
环境
化学因素
社会环境:社会心理因素
22
物理因素
生物因素
ENVIRONMENTAL HAZARDS
Biological
• Bacteria
• Viruses
• Protozoan
Physical
• Noise
• Radiation
• Heat / cold
• Vibration
Chemical
• Solvents
• Metals
• Toxic compounds
• Pesticides
23
环境因素按其属性可分为生物性、化学性、
物理性和社会心理因素。
(一)生物因素(Biological factor)
微生物
寄生虫
支原体
原虫
生物毒素
环境中能引起健康危害
的的生物病原因子
老传染病与新传染病共存:
霍乱、伤寒、鼠疫、炭疽
HIV、疯牛病、非典、禽流感、人-猪链球菌感染
24
(二)化学因素(Chemical factor)
环境中的化学因素许多成分含量适宜时是
人类生存和维持身体健康所必需。人类生产
和生活活动排入环境中的各种化学污染物,
数量多,危害面大。
自然灾害(洪水、地震、大风暴、火山)-环境化学
组成改变
 硫氧化物SOx
 氮氧化物NOx
 一氧化碳CO
 烟尘
 挥发性烃类CHx
 重金属化合物Pb,Mn
 苯并芘B(a)P
25
环境内分泌干扰物
environmental endocrine disruptors
• 定义(USEPA):能干扰机体天然激素合成、分泌、转运、
结合或清除的各种外源性物质。
• 来源:
–自然界(如某些植物激素)、人工合成(环境污染的主
要来源)
• 名称衍变
–环境雌激素(Environmental estrogens, EEs)
– 外源性雌激素(Xenoestrogens, XEs)
–环境内分泌干扰物(Environmental endocrine
disruptors, EEDs)
26
• 机制:
–模拟(mimicking)。在结构及性质上均类似天然激素;
–拮抗(antagonizing)。结构上类似但性质上不同,从
而作为竞争者,阻滞或拮抗天然激素与受体的结合;
–改变(altering)激素的代谢。影响体内激素的合成、
储存、释放、转运、清除等多个过程;
–弱化(modifying)受体水平。如调低受体数量,或降
低受体与正常激素结合的敏感度等。
• 危害及后果:
–人类及动物生殖能力下降:精子平均数从1940年1.13
亿/ml下降到1990年的0.66亿/ml,不育症患者越来越多。
–生殖系统肿瘤发病率增加:乳腺癌、前列腺癌等
–儿童性发育异常 .
27
(三)物理因素(Physical factor)
主要包括小气候、噪声、振动、电磁辐
射和电离辐射等。
气象因素:温度、湿度、气流、
气压、热辐射
人物
类理
环因
境素
电磁辐射:雷达站、手机、微波炉、
电磁灶、电视、电脑
电离辐射:X线和γ射线
非电离辐射:红外线、紫外线、激光
微波、超短波、短波、中波、长波
噪声、振动
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(四)社会心理因素(Social
psychological factor)
社会环境通过影响人们的心理状态而影
响人类的健康。
政治制度
经济水平
文化程度
生活方式
卫生服务
心理
29
人类健康
二、生态系统与生态平衡
生态系统(ecosystem): 人类和生物
群落通过新陈代谢与周围环境进行物质、
能量和信息的交换,共同构成生物与环境
的综合体叫做生态系统,它是一个有独立
功能的基本单位。
30
机械能、热能
太阳能
水
矿物质
腐殖质
绿色植物
生产者
O2
矿物质、有机物
CO2
消
费
者
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级…
无机界
水 、热能
分解者 M等
生态系统一般由生产者、消费者、
分解者和无机界四大要素所组成的整体。
31
二) 生态平衡(Ecological balance)
 生态平衡:生态系统的各组分间所保持的
一种动态平衡。
生态系统中维持生物种群间物质和能量流动的
渠道是食物链。(food chain)
自然:火山爆发、地震、山洪、海啸、风暴、
水灾、森林火灾、泥石流、飓风等;
人为:过度砍伐、破坏植被、过度开发水利资
源、滥捕滥杀、过度狩猎、生产生活活动。
32
生态平衡
生态系统健康(ecosystem health)具有
活力、自调节能力和结构稳定的生态系
统称为健康的生态系统。生态系统健康
是人类生存和发展的物质基础,也是人
类健康的基础。
33
食物链与食物网
生态系统中各种生物之间由于食物关系形成的一种联系
生产者
次
级
消
费
者
次
三级消费者 级
消
费
者
分解者
初级消费者
34
初
级
消
费
者
生产者
初级消费者
食物链和食物网
35
食
物
链
对人类重要性
正面:在生态系统中维持物质能量流动,
保持生态平衡
负面:污染物通过食物链生物放大
生物放大作用(biomagnification):环境中某些
污染物含量在生物体之间沿着食物链
逐级增高,使生物体内浓度超过环境
中浓度.
36
发生生物放大作用的条件:
环境化学物质易于吸收;
较难分解和排泄;
多通过食物链进行;
富集和逐渐积累时,尚不会对生物造成
致命的伤害。
37
DDT 在环境中的浓集作用
环境状态
环境中浓度(PPM )
浓集系数
海水
5.00Ⅹ10-5
藻类植物
4.00Ⅹ10-2
8.00Ⅹ102
鱼类
2.07
4.14Ⅹ104
水鸟类
75.50
1.51Ⅹ106
ppm: part per million
百万分率
ppb: part per billion
十亿分率
ppt: part per trillion
千亿分率
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三、人类与环境的关系
人类和环境的关系是对立统一的复杂关
系即互相联系、互相制约和互相作用的
辨证统一关系。
主要表现在三个方面:
(一)物质的统一性
人类通过新陈代谢与环境不断进行着物质
与能量转换,实现了人和环境的物质统一。
39
40
元素在海水中丰度与其生物必需性
元素
海水中丰度( Mg/L ) 对生物必需性
H
108000
必需
Li
0.2
非必需
Na
10500
必需
K
380
必需
Be
0.0000006
非必需
Mg
1350
必需
Ca
400
必需
41
(二) 人体对环境的适应性
长
期
适
应
适
应
短
期
适
应
长期进化,形成了对环境的适
应。在不同纬度,人肤色差异
很大。人的大拇指两节,便做
精细动作,猩猩大拇指三节,
便握持攀援。
生理生化调节,与不利环因素
保持平衡,在进入黑暗的空间
后,瞳孔会扩大。从事高温作
业一段时间后,汗液的分泌会
减少。
“久入芝兰之室,不闻其臭”
42
(三)人与环境的相互作用
人类疾病发生与基因多态性关系的研究正成为
环境与健康关系研究中的热点。
目前,环境基因组计划(environmental
Genome project,EGP)就是研究环境暴露与
疾病的相互的影响,其中包括等位基因与环境
暴露的相互的关系。
43
第二节 环境污染对健康的影响
环境污染(environmental pollution) :由于人
为或自然的原因,环境质量恶化,造成环境质
量恶化,破坏生态平衡,对人类健康造成直接
或间接的危害。
公害(public nuisance) :严重的环境污染
叫做环境破坏或称之为公害。
公害病(public nuisance disease) :因严
重的环境污染而引起的区域性疾病称为“公害
病”。
44
45
公害病特征
 它是由环境污染所引起的疾患。
 损害健康的环境污染因素复杂。
 长期陆续发病:远的可能累及胎儿﹐危害后代﹔
也可能出现急性暴发型的疾病,大量人群在短期
内发病。
 公害病在疾病谱中是新病种,有些发病机制至今
还不清楚,因而也缺乏特效疗法。
46
47
一、环境污染物及其来源
生产性污染;
生活性污染;
其他污染。
48
(一) 生产性污染(Productive pollutant)
1.能源大规模使用;
2.资源大规模的开发;
3.新物质的大规模合成: 现有960万种新的化
学物质,人工合成200万种,增加1000种/
年。三大合成(塑料、纤维、橡胶)。
特点:有组织排放、量大、毒性强、易治理
49
(二) 生活性污染(Domestic pollutant )
生
活
性
三
废
污水:医院污水、生活污水
垃圾:成分复杂,含致突变致癌物
粪尿:主要是生物性污染
煤烟:产生大量有害气体和灰尘。1999年九届人大11
次会议提案:在大城市禁止烧煤。
特点:片污染、无组织排放、难治理
50
(三) 其他污染(Other pollutant )
 交通污染
 噪声污染
 光污染
 放射性污染
 农药化肥
51
52
二、环境污染物的分布迁移和自净
1、分布与迁移
物质、信息和能量在水体、土壤、大气
等环境介质和生物体之间流动。
2、自净(selfpurification)
环境的自净:污染物在环境中浓度和总量降
低。
53
环境污染物的分布、迁移与自净
生产废渣和生活垃圾
大气
生产废气
雨水
生产生活废水
肥料
农药
土壤
江河湖海水
农作物
蓄产品
人
54
水栖生物
三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄
55
56
(一)呼吸道:气体、蒸气、气溶胶
大气中的污染物主要经呼吸道进入人体。
1、肺泡表面积大,肺泡周围毛细血管丰富,与空气接
触面广。
2、呼吸道富有水分,易使污染物溶解 吸收,或造成局
部刺激和腐蚀性损害。
颗粒物直径>10μm者,从呼吸道吸入的机会较少。直
径<10μm的飘尘能够通过呼吸道进入人体,直径>
5μm的尘粒,能吸附阻留,经反射作用而排出。直径<
0.4 5μm的尘粒能进入细支气管及肺的深部直径<
0.4μm以下的更细的尘粒能随呼吸自由进出呼吸道。
57
鼻
咽
气管支气管
血
肺
泡
淋
巴
液
污染物经肺吸收与转运模式图
58
胃
肠
道
(二)消化道
 水和食物中的污染物
主要通过消化道进入人体。
 小肠是吸收污染物的主要部位。
消化道不同部位的PH值是影响污染物吸的重要
因素。如弱酸(苯酸)在胃内脂溶性大,易被吸
收;弱碱(苯胺)在胃内呈游离状态,不被吸收,
但在小肠脂溶性大,易被吸收。
影响:pH值;胃肠道内容物多少、排空时间、蠕动状况
59
(三)皮肤
主要是通过表皮和毛囊或皮脂腺而吸收。
一般分子量大于300的物质不易通过健康
无损的皮肤。
脂、水都溶的物质,可被皮肤迅速吸收,
只有脂溶性而水溶性极微的苯,经皮肤吸
收的量较小。
影响因素:脂/水分配系数:易溶于脂、难溶于水、易挥发:
吸收少,如苯
易溶于脂、水、不易挥发:吸收多,如有机磷,
皮肤完整性
60
影响环境污染物吸收的因素分析:
阻止毒物吸收
吸入中毒或皮肤污染毒物时采取方法。
活性炭、碳酸氢钠、钙剂可使氟化物形成氟
化钙沉淀,使草酸形成草酸钙沉淀;硫酸钠洗
胃、泻盐、山梨醇(70% 50~100 ml)以至全肠
灌洗液可排出肠道尚未吸收的毒物。
加强已吸收毒物的排出
特殊解毒药并非一用即好,要在积极对症支
持治疗下使用。
61
2.环境污染物在体内的贮存与转化
(1)分布
 概念:分布; 血脑屏障(blood brainbarrier); 胎盘屏障(placental
barrier);
污染物分布的影响因素?
以铅、汞为例分析
62
(二)环境污染物在体内的分布与贮存
1、分布:环境污染物通过吸收后,随血
液和淋巴液分散到全身各组织的过程
A、分布开始取决于血流量,后阶段取决
于污染物与器官的亲和力。
B、机体的屏障也对分布有影响
2、贮存
物质蓄积 :化学性污染物在机体内的蓄
积称为物质蓄积。
63
功能蓄积 functional accumulation : 物质在靶
组织或靶器官上产生的功能改变可逐渐累
积,导致机体对该物质的反应性增强,功
能或生化代谢改变加重,最终造成器官或
组织的损害,这称为功能蓄积。
(三)环境污染物在体内的转化
生物转化(biotransformation):生物活
化和生物解毒;
64
靶部位/贮存库:
靶器官( storage depot ) :多数情况下污
染物贮存的部位就是毒物直接作用部位,称
为靶部位(靶组织或靶器官)
贮存库:化学物含量高,但不显示明显毒作
用的部位
—血浆蛋白(白蛋白为主)是暂时贮存库
—肝、肾、脂肪组织是多数污染物的贮存库
硫蛋白(metallothionein)
65
血浆、肝肾及脂肪组织对污染物的贮存
机体的主要蓄积部位是血浆蛋白,脂肪组织和
骨骼,肝脏中的金属(与金属硫蛋白结合)贮存
较多;
分析:DDT、苯、PCBS,金属等环境污染物在体
内的贮存。
66
归纳
生物转化的过程(Ⅰ相反应和Ⅱ相反应)
Ⅰ相反应:包括氧化、还原和水解等反应。
Ⅱ相反应:结合反应。大多数II相反应可导致外
源化学物的水溶性显著增加,且加速排泄.
肝、肾中的相关酶及其催化作用原理
(微粒体的混合功能氧化酶,酯酶和酰胺酶等)
生物解毒作用
生物转化
生物活化作用
67
污染物
第一阶段反应(降解反应): 氧化、还原、水解
第二阶段反应(II相反应):结合反应
68
4、环境污染物的排泄
肾脏、皮肤、毛发、呼吸道等均可以排泄环
境化学物。
排泄途径:肾脏的基本结构及排泄机理?
影响肾脏排泄毒物的因素?
69
几乎所有分子量<60000的化学分子都可以通过肾
小球的滤过作用;
但解离的和水溶性的到达肾小管后可通过被动扩散
进入尿液,未解离的和脂溶性的再次被吸收。
化学物的解离跟PH有关;
肝脏转化的物质可以通过胆汁排泄,有时受肝肠
循环的影响。
气态化合物可通过呼吸道排出;
铅、汞、砷还可以通过毛发和皮肤等分泌物排出。
70
生物监测指标(生物标记物):
血液、尿液、呼出气、毛发及脂
肪组织等生物样品中某些化学物或其
代谢产物的含量,可作为评价体内该
化学物量的生物检测指标,即生物标
记物
71
(1)加强利尿
由肾排出的毒物,输液和利尿剂可加强利尿排毒,
但效果有限,改变尿pH,
如口服弱酸性药物巴比妥类和水杨酸类时,用碳酸氢钠碱化
尿液,可促使药物离子化,因不易重吸收而排出。
(2)血液净化
血液透析可透析铊、砷、砷化氢、醇类、卤化物,
药物如巴比妥类、催眠药、水杨酸类、对乙酰氨基酚、茶碱
、异烟肼等
血液灌流可吸附镇静催眠药、抗生素、异烟肼、洋地黄、奎
尼丁、茶碱、水杨酸类、有机磷杀虫剂、百草枯、铊等。
72
肠肝循环
73
肠肝循环
外源化学物
胃肠道吸收
胆汁
门静脉
肝脏(代谢转化)
代谢产物
粪
血液循环
排出
组织器官
毒作用
74
四、环境污染物常用的毒性指标
毒性(toxicity):是化学毒物引起机体损伤的能力;
毒物(toxicant):以一定的接触方式,较小的剂量可以
引起机体损害的物质;
1、致死剂量( lethal dose )
①绝对致死剂量(absolute lethal dose)
LD100
② 最小致死剂量 (minial lethal dose) LD01
③最大耐受剂量 (maximal tolerance dose) LD0
④半数致死剂量 (median lethal dose) LD50
75
(二) 观察到有害作用的最低量(LOAEL)
在设定的暴露条件下,以现有的技术手段和指标观
察到一种物质引起机体(人或实验动物)的形态、
功能、生长发育或寿命等产生有害变化的最低剂量
。
(三) 未观察到有害作用量(NOAEL)
在设定暴露条件下,以现有的技术手段和指标未观
察到一种物质引起机体(人或实验动物)的形态、
功能、生长发育或寿命等产生有害作用的最高剂量
。
76
2、阈剂量(threshold dose)
最小有作用剂量
急性阈剂量
慢性阈剂量
MEL
Limac
Limch
77
毒性参数 NOAEL
低
阈值
LOAEL
剂量(或浓度)→
LD0
MLD
LD50
LD100
(LC0)
(MLC)
(LC50)
(LC100)
高
毒性参数和安全限值与剂量关系
78
五、环境污染对健康的影响
(一)环境致病因素的健康效应
环境致病因素(environmental pathogenic
factor):能使人体发生病理变化的环境因
素;
*人体对环境污染物的作用,都会产生不同程度的反
应。有个由量变到质变的发展过程。
*环境污染物不超过一定的范围和水平,人体可以通
过正常的生理调节,使机体适应和忍受
*人体的这种生理调节是有限度的,当环境污染物超
过人体生理调节能力的限度,就可能造成人体某些
组织功能、结构的损害,引起疾病。
79
(一) 环境致病因素的健康效应
Health effect of environmental pathogenic factors
作
用
死亡
患 病
机体代偿状态
强
度
生理反应的异常变动
生理反应正常范围内的变动
健康效应谱
80
临
床
医
生
预
防
医
生
(二)环境污染对健康影响的特点
1、广泛性
2、多样性
3、复杂性
4、长期性
81
(三) 环境污染对健康危害的主要表现形式
水
俣
病
癌
症
82
胎
儿
畸
形
(三)环境污染对健康危害的主要表现形式
特异性损害,非特异性损害
污染物可直接作用于组织、器官、细胞,
或者在侵入体内后选择性地作用于一定的组
织或器官,引起这些组织、器官的特异性损
害,也可不引起特定部位的损害。
83
(1)急性损害
是环境污染物在短期内突然增高时,引起机体
急性中毒。
*生活和工业用煤燃烧 或工厂事故性排放,排出大
量的二氧化硫和烟尘,在气温逆增时形成烟雾事件。
*汽车徘放的氮氧化物和烃类废气中的一些成分发
生光化学反应.
84
(2)慢性作用
环境污染物小剂量长时间反复作用于人
体,对人体微小损害的积累,或污染物在
体内 的蓄积,至一定程度就可以产生慢性
损害。
慢性中毒(chronic poisoning)
例如日本首先报告的水俣病、痛痛病
和慢性砷中毒等。在生产环境中存在的各
种有害因素所致的损害,大多数是属于慢
性损害。
85
(3)致癌作用(carcinogenesis)
据估计,人类癌症中80%一90%
与环境因素有关,其中由病毒因
素和放射性因素引起的肿瘤各占5
%,由化学性因素引起的肿瘤占
90%。
化学因素
90%
病毒因素
放射因素
化学因素
放射因素
5%
病毒因素
5%
86
87
–Boyland (1969年)和 Higgison(1975年)的学说:
• 人类癌症10~20%与遗传有关,80%~90%与环境因素有
关(其中化学因素占80%~85%,余为物理及生物性因
素)。
–致癌物分类:
• 直接、间接
• 遗传毒性、非遗传毒性
• 其它方式
–多阶段致癌学说
• 启动///促进///进展///-----–环境中主要致癌性因素:
• 空气:多环芳烃、苯、甲醛、氡气等
• 水:砷、微囊藻毒素等
• 食物:亚硝胺、黄曲霉毒素等
88
①化学性致癌因素:已经确定的化学致
癌物有苯并(a)芘、p苯胺、联苯胺、可
疑致癌物有铬、镉、亚硝胺类化合物以
及一些芳香胺类染料等。
②物理性因素:如放射线的外照射或吸
入 放射性物质可此起白血病、肺癌等,
紫外线过度照射可引起皮肤癌等。
③生物性因素:如 EB病毒与鼻咽癌密
切相关,肝吸虫与肝癌、血吸虫与结肠
癌等可能也有关系。
89
常见致癌物质、混合物或接触环境及其癌症部位
致癌物质(混合物)或接触环境
黄曲霉毒素
4-氨基联苯及联苯胺
砷和砷化合物
石棉
2-萘胺及N,N-双(2-氯乙基)-2-萘
胺
苯
双氯甲醚和氯甲甲醚(工业品)
六价铬化合物
镍和镍化合物
镉及镉化合物
氯乙烯
烟炱
无烟的烟草制品
烟草烟雾
90
癌症部位(癌症)
肝
膀胱
肺和皮肤
肺、胸膜、腹膜
膀胱
白血病
肺
鼻腔、肺
鼻腔、肺
肺
肝
肺、皮肤
咽、口腔、食管
肺
4.遗传毒性
致突变作用(teratogenesis) :引起生物体细胞遗传
物质发生可遗传 改变的作用
致突变性:化学物或其他环境因素引起遗传物质发
生突变的能力
基因突变:DNA的碱基组成或排列顺序发生了改变
突变
类型
染色体畸变:染色体结构和数目的改变
基因组突变:基因组中染色体数目的改变
91
自发突变(spontaneous mutation )
突变
诱发突变(induced mutation)
转换
碱基对取代
基因突变(gene mutation )
颠换
移码突变
突变的类型
染色体结构异常
染色体畸变(chromoseme aberration )
染色体数目异常
92
5.生育毒性和发育毒性
反应停事件
93
突变
体细胞突变
良性
恶性
细胞
肿瘤
转化
老化
恶变
衰老
生殖细胞突变
胚胎细胞
发育和分化障碍
功能或
结构畸形
显性
隐性
存活
致死
致死
突变
流产
生育
死胎 能力障碍
94
遗传性 遗传负荷
疾病
增加
• 广义的畸胎应包括结构、功能或精神活动
的发育缺陷。目前一般指解剖结构上可见
的形态发育缺陷。
• 我国新生儿畸形率目前有上升趋势。其中
以神经管畸形和唇腭裂畸形的出现率最高。
• 产生畸形的原因:
环境因素10%。
遗传因素25%
综合因素(环境和遗传共同作用)65%。
95
96
97
• 凡具有致畸胎作用的各种环境因素,统称为致畸物。
–生物因素:风疹病毒、弓形体、梅毒螺旋体等。
–物理因素:射线、高温、严寒、微波等。
–药物因素:抗肿瘤药物、某些抗生素、避孕药等。
–化学因素:
• 某些亚硝基化合物,
• 某些烷基和苯类化合物,
• 某些农药如敌枯双,
• 某些重金属如铅、砷、镉、汞,
• 塑料增塑剂邻苯二甲酸酯等。
–其他因素:酗酒、大量吸烟、缺氧、严重营养不良
等均有致畸作用。
98
致畸举例:
①生物性因素:如孕妇妊娠早期风疹或某些病毒
性疾病可导致胎儿畸形。
②物理性因素:红外线、X射线、放射线照射,
有可能使胎儿畸形。日本广岛原子弹爆炸时,距
离爆炸中心1200m有11名孕妇,其中4人有钢筋混
凝土厚墙掩护而幸免辐射,其余7名孕妇所生婴
儿全部是畸形儿。
②化学性因素:许多化学物质都有致畸变作用,
如汞、农药、除草剂、某些药物等等。19601962
年间,德国、英国、日本等国孕妇因服用反应停
发生19000例畸胎,震惊世界。
99
日本水俣地区孕妇也有因甲基汞而引起胎儿脑发育
畸形的。长期营养不良,缺乏某此必需的维生素(如
维护生素B2),也可能产生畸胎。
其他因素:酗酒、大量吸烟、缺氧、严重营养不良
等均有致畸作用。
生物体的遗传物质也可由某种原因诱发突变,这种
诱发的突变,称为致突变作用。
X射线、电离辐射等物理因素,某些化学品包括工业
化学品、药品、农药、食品添加剂等,某些病毒如
麻疹、风疹、肝炎病毒等生物因素,都可以是致突
变原,有致突变作用。
100
• 突变:
– 定义:遗传物质(染色体、基因、DNA)的突然改变。
• 为生物界正常现象,有利有弊。可自发,也可人工诱
导
–严重突变是畸变与癌变的基础:
• 发生在生殖细胞——子代畸形;发生在体细胞——
个体肿瘤
• 环境中常见的致突变物
–主要是化学物质:卤代甲烷、汞化合物、甲醛等
–某些物理因素:放射线、微波等
–生物因素:病毒
• 检测方法
–染色体:微核实验
–基因:Ames实验
101
–DNA:彗星实验
6.对免疫功能的影响
环境毒物对免疫功能的抑制
化学物作为致敏原引起机体变态反应
少数环境化学物可引起自身免疫反应
102
7. 干扰内分泌功能
环境内分泌干扰物:能够改变内分泌系统功能,从
而对整个机体或其后代,或其(亚)群体引起健康
效应的外源性物质或混合物
103
(四)、环境污染引起的疾病
1.公害病(public nuisance disease )
2. 职业病(occupational disease)
3. 传染病(communicable disease)
4. 食源性疾病(foodborne disease)
104
人类健康及生活质量下降
 亚健康状态者增加
 严重危害健康的慢性疾病糖尿病、高血压、心脑血
管疾病等发病率增加、高发年龄提前
 癌症发病率上升、高发年龄提前
 不育症患者增加
 新型、不明原因传染病增多:SARS、禽流感等
 耐药性疾病增多
 心理疾患增多、自杀率增加
 青少年发育、行为问题及犯罪率增加
 更年期提前
105
 ……
六、环境污染对健康损害的影响因素
环境污染物对人体危害的程度与多种因素有
关,既取决于污染物的种类、毒性、剂量、作
用部位和持续时间,也取决于人体的生理和心
理状态:
(一)、污染物的理化特性
1、污染物的化学结构
2、污染物的物理特性
106
(二)剂量与强度
环境污染物对人体的危害程度,首先取
决于污染物进入人体的剂量与强度。不
同的污染物对人体有不同的剂量与反应
关系,主要有两种情况:
一种是非必需元素、有毒元素或生物体
内目前尚未检出的某些元素和化合物
这类物质进入人的剂量超过一定程度即
可引起异常反应,甚至发展为疾病;
107
另一种是对于人体必需的元素,其剂
量与反应关系较为复杂,因为这类元素过多
或过少都可能对机体造成危害。
例如,氟在饮水和环境中含量过低,可致
龋齿的发病率增高,但氟含量过高,可造成
地方性氟病。碘在饮水和食物中含量不足,
可引起缺碘性甲状腺肿,但碘含量过高也可
造 成高碘性的甲状腺肿大。
108
剂量-效应(dose-effect)关系
随着环境有害因素剂量的增加,它在机体内所
产生的有害的生物学效应增强,这称为剂量-效
应关系。它表示进入机体的剂量与某个机体所
呈现出的生物效应强度间的关系。
剂量-反应(dose-response)关系
是指随着剂量增加,产生某种特定生物学效应
的个体数增加,通常以出现特定生物学效应的
个体占总测试个体数的百分数来表示。这是环
境有害因素作用于人群后,机体反应的一般表
示方法。
109
110
111
(三)作用持续时间
许多污染物在人体内有蓄积作用,随着时间的
延长,污染物在体内的蓄积量增加,当达到中毒
阈值时,对机体造成危害。
污染物在体内的蓄积量与摄入量、作用时间及
污染物本身的生物半减期三个因素有密切关系。
污染物摄入量大,生物半减期长,持续作用时间
长,污染物在体内的蓄积量大, 对人体的危害
性也大。生物半减期是指污染物在生物体内浓度
减一半所需的时间,污染物 摄入量相等,生物
半减期长的物质对人体毒作用的危险性比半减期
短的大。
112
(四)环境因素的联合作用
环境污染物对人体的作用,常常不是单一的,
它受许多因素的综合影响。
*飘尘中的重金属可以摧化二氧化硫生成三氧化
硫,与空气中的水 蒸气形成硫酸雾;
*气温可以影响毒物的吸收、代谢和排泄;
*辐射可以改变机体对许多化学 物质的敏感性;
*一氧化碳和硫化氢可以相互促进中毒等等
113
环境中各种污染物进入体内对机体产生的作用,
依污染物的性质和所处条件不同,可 以呈现:
1.相加作用
的总和。
其毒性等于各个污染物毒性作用
2.协同作用 污染物对人体的毒性大于各个污染
物毒性作用的总和。
3.加强作用 一种毒物对身体无害,但与另一
种化学物作用时毒性增强;
4.拮抗作用 污染物对人体的毒性小于各个污
染物毒性作用的总和。下列环境污染物共同存在
时,对人体都有协同作用和综合影响
114
(五)个体感受性差异
个体的年龄、性别、生理和心理状态、健康和
营养状况、遗传因素等,均可影响人体 对环境污
染物的反应。由于个体感受性的不同,有些人由于
红细胞6-磷酸葡萄糖脱氢酯缺乏,对硝基苯类化合
物引起的血液损害特别敏感,而缺乏血清抗胰蛋白
酶因子者,则对刺 激性气体造成的肺损伤特别敏
感。
115
第三节 环境污染的防治
尽管我国制定了不少环境保护和资源方面的法律,
但环境保护还是相当严峻。
一、治理工业三废;
二、预防农业性污染;(农药、加强农田污水的
卫生管理)
三、预防生活性污染;
四、预防交通性污染;
五、减少燃料污染、开发清洁能源
116
附:全球环境问题:
温室效应(green-house effect, global
 温室气体大量排放——全球表面T↑
warming
)
 Contribution to global warming
1. Carbon dioxide 55%
2. Methane 15 %
3. Nitrous oxides 6%
4. Chlorofluorocarbons (CFCs) 24%
 危害:
1. 极地冰雪融化,海平面上升。
2. 全球降雨模式改变。
3. 自然疫源性疾病、不明原因疾病
增多
4. 人类寿命的影响
117
酸沉降( acid deposition;acid
precipitation
)
Acidic pollutants can be deposited from the atmosphere to the Earth's
surface in wet and dry forms.
The common term to describe this process is acid deposition.
The term acid precipitation is used to specifically describe wet forms of acid
pollution that can be found in rain, sleet, snow, fog, and cloud vapor.
118
• 包括酸雨(pH<5.6)、酸雾、酸雪、酸云等。
被称为“现代空中死神”。
– 导致土壤酸化,肥力降低;
– 腐蚀建筑物、金属、橡胶等;
– 破坏动物生息地(急剧减少和灭绝的青
蛙已达30种);
– 危害人类健康.
The HEALTH effects:
1.Toxic metals, such as
mercury and aluminum, can
be released into the
environment,end up in the
drinking water, crops, and
fish, and are then ingested by
humans . One metal,
aluminum, is related to the
Alzheimer's disease.
2.Increased hospital
admissions for respiratory
illness.
3.Increased frequencies of
chest colds, allergies, and
119
coughs.
臭氧层空洞(耗竭)
stratospheric ozone depletion,
ozone-layer depletion
 The stratospheric ozone layer shields the
earth from ultraviolet radiation.
 CFCs (Chloroflurocarbons – e.g. freons )
are stable, drift upwards
 UV radiation breaks down CFCs into
chlorine atoms, Chlorine atoms react
with and destroy ozone. Chlorine will
persist over 100 years in stratosphere
 A 1% decrease in ozone layer  increase
UV radiation reaching earth by 2%  210% increase in cell carcinomas 
increases in skin melanomas
120
氯氟烃——ClO
ClO+O3 ——Cl+O2+O2
Cl+O3 ——ClO+O2+O2
Montreal Protocol 1987:
29 nations agreed to phase out use of CFCs
Developed countries banned CFCs use and production in 1996
Developing countries may still use and produce CFCs until 2010
121
环境内分泌干扰物
environmental endocrine disruptors
• 定义(USEPA):
– 能干扰机体天然激素合成、分泌、转运、结合或清除的各种外源性
物质。
• 来源:
– 自然界(如某些植物激素)
– 人工合成(环境污染的主要来源)
• 名称衍变
– 环境雌激素(Environmental estrogens, EEs)
– 外源性雌激素(Xenoestrogens, XEs)
– 内分泌干扰物(Endocrine disrupting chemicals,EDCs)
– 内分泌活性化合物(Endocrine active compounds, EACs)
– 环境内分泌干扰物(Environmental endocrine disruptors, EEDs)
122
• 机制:
– 模拟(mimicking)。在结构及性质上均类似天然激素;
– 拮抗(antagonizing)。结构上类似但性质上不同,从而作为竞
争者,阻滞或拮抗天然激素与受体的结合;
– 改变(altering)激素的代谢。影响体内激素的合成、储存、
释放、转运、清除等多个过程;
– 弱化(modifying)受体水平。如调低受体数量,或降低受体与
正常激素结合的敏感度等。
• 危害及后果:
– 人类及动物生殖能力下降:精子平均数从1940年1.13亿/ml下降
到1990年的0.66亿/ml,不育症患者越来越多。
– 生殖系统肿瘤发病率增加:乳腺癌、前列腺癌等
– 儿童性发育异常 .
123
美国USEPA公布的第一批环境内分泌干扰物质
( 67种(类))
• Dioxins and furans 二恶英及其多氯代苯并呋喃类(1)高温焚烧含氯
有机物后形成;(2)农药中的杂质或副产品;(3)纸浆的氯化漂
白过程中形成
• Polychlorinated biphenyl (PCBs)多氯联苯 热媒、无碳复写纸、电容器
变压器绝缘
• Polybromobiphenyl (PPB) 多溴联苯 防火材料
• Hexachlorobenzene (HCB) 六氯苯 杀菌剂
• Pentachlorophenol (PCP) 五氯苯酚 杀菌消毒剂、除草剂、防腐剂
• 2,4,5-Trichlorophenoxyacetic acid 2,4,5-三氯苯氧基乙酸(2,4,5-滴)除
草剂
• 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid 2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-滴)除草剂
• Amitrole 杀草强 除草剂、树脂硬化剂
124
• Atrazine 莠去净 除草剂
• Alachlor 草不氯 除草剂
• Simazine (CAT)
西玛津 除草剂
• Hexachlorocyclohenane Ethyl Parathion 六氯环己烷乙基对硫磷 杀
虫剂
• Carbaryl
西维因 杀虫剂
• Chlordane
氯丹 杀虫剂
• Oxychlordane 氧化氯丹
• Trans-Nonachlor
氯丹的代谢中间产物
反式-九氯
杀虫剂
• 1,2-dibromo-3-chloropropane 1,2-二溴-3-氯丙烷 杀虫剂
• DDT 滴滴涕 杀虫剂
• DDE and DDD 滴滴伊和滴滴滴 杀虫剂(DDT的代谢中间产物)
• Kelthane (Dicofol)
三氯杀螨醇
125
杀虫剂
• Aldrin
艾氏剂 杀虫剂
• Endrin
异狄氏剂
• Dieldrin
狄氏剂 杀虫剂
杀虫剂
• Endosulfan (Benzoepin)
• Heptachlor
七氯
硫丹
杀虫剂
• Heptachlor epoxide
环氧七氯
• Malathion
马拉硫磷
• Methomyl
灭索威 杀虫剂
杀虫剂
• Methoxychlor 甲氧滴滴涕
• Mirex
杀虫剂
杀虫剂
灭蚁灵 杀虫剂
126
七氯的代谢中间产
• Nitrofen
除草醚 除草剂
• Toxaphene (Campechlor)
毒杀芬 杀虫剂
• Tributyltin 三丁锡 鱼网之防腐剂、船上抗腐蚀油漆
• Triphenyltin 三苯锡 鱼网之防腐剂、船上抗腐蚀油漆
• Trifluralin
氟乐灵 除草剂
• Alkyl phenol (from C5 to C9) 烷基酚(从C5至C9)非离子表面活性剂的降解
产物
• Bisphenol A 双酚A 合成树脂原料,牙科填充材料
• Di- (2-ethlhexyl) phthalate (DEHP) 二(2-乙基己基)邻苯二甲酸酯
增塑剂
• Butyl benzyl phthalate 丁基甲苯基邻苯二甲酸酯(BBP)增塑剂
• Dicyclohexyl phthalate邻苯二甲酸二环己酯(DCHP) 增塑剂
127
•
Dicyclohexyl phthalate 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)增塑剂
•
Diethyl phthalate 邻苯二甲酸二乙酯(DEP) 增塑剂
• Benzo (a) pyrene
苯并芘 非产品
•
Dichlorophenol
二氯酚 染料的中间产物
•
Diethylhexyl adipate 己二酸二乙基酯 增塑剂
• Benzophenone
二苯酮 医疗合成原料,保香剂等
•
4-Nitrotoluene 4-硝基甲苯 2,4-二硝基甲苯的中间产物
•
Octachlorostyrene
•
Aldicarb
涕灭威 杀虫剂
•
Benomyl
苯来特 杀菌剂
八氯苯乙烯
128
有机氯化物副产品
• Kepone (Chlordecoae)
开蓬
• Manzeb (Mancozeb) 代森锌锰
• Maneb
代森锰 杀菌剂
• Metiram
代森联 杀菌剂
杀虫剂
杀菌剂
• Metribuzin 赛克津 除草剂
• Cypermethrin
氯氰菊酯
杀虫剂
• Esfenvalerate
亚尔发菊酯
杀虫剂
• Fenvalerate
速灭菊酯
杀虫剂
• Permethrin
氯菊酯
杀虫剂
• Vinclozolin
烯菌酮
杀菌剂
129
• Zineb
代森锌 杀菌剂
• Ziram
福美锌 杀菌剂
• Dipentyl phthalate 邻苯二甲酸二戊酯(DPP)
增塑剂
• Dihexyl phthalate 邻苯二甲酸二己酯(DHP)
增塑剂
• Dipropyl phthalate 邻苯二甲酸二丙酯(DprP)增塑剂
• Styrens
苯乙烯
• n-Butylbenzene
制造橡胶、塑料的未反应物
正丁苯
合成中间体、制造液晶用
* 未包括具有内分泌干扰效应的药物、植物激素、真菌激素、重金属铅、
镉、汞的化合物。
130
推荐参考书
全国高等医药院校教材(供预防医学专业
用):环境卫生学(第5版)(陈学敏主编,
2004年)
现代环境卫生学(蔡宏道主编,1995年)
Environmental Health(英文教材)
寂静的春天(silent spring)
我们被偷走的未来(our stolen
future)
131
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